Оглавление
Список атомных электростанций России имеет следующий вид:
- Балаковская АЭС, которая считается крупнейшей станцией на территории современной России. Эта станция работает на четырех энергетических блоках типа ВВЭР-100, которые были введены в эксплуатацию еще в 90-ых годах. Станция имеет надежную защиту в виде герметичного железобетонного слоя.
- Белоярская АЭС, которая названа в честь основателя атомной отрасли Курчатова. Уникальность данной станции заключается в применении энергоблоков различных типов. Два блока имеют реакторы АМБ, а один работает на реакторе типа БН-600. Доля вырабатываемой станцией энергии составляет 10% от количества, которую вырабатывают все атомные электростанции России, притом, что на настоящий момент эксплуатируется всего один блок, а два других законсервированы.
- Билибинская АЭС, являющаяся единственным источником электричества для Чукотского автономного округа и его столицы — города Анадырь. Атомные станции России на карте сконцентрированы преимущественно в Европейской части, и только Билибинская АЭС находится на северо-востоке страны. Система функционирования станции построена таким образом, что при малейших неполадках в работе одного из блоков не прерывается работа всего объекта.
- Калининская АЭС. Преимуществом данной станции является удачное географическое расположение, что дает возможность вырабатывать высоковольтную энергию. За выработку электричества на этой станции отвечает последовательность из трех реакторов типа ВЭР-1000.
- Кольская АЭС. Первая на территории станы атомная электростанция, которая была построена за Полярным кругом. В настоящий момент наблюдается спад потребления ресурсов, поэтому все энергоблоки станции находятся в режиме диспетчеризации.
- Курская АЭС. Данная крупная станция является важнейшим узлом всей энергетической системы страны, обеспечивая достаточное количество энергии для промышленных предприятий Курской области. Всего на станции эксплуатируется 4 энергоблока типа РБМК-1000, которые выдают мощность в 4 ГВт. Отличительной особенностью объекта является использование очищенной воды.
- Ленинградская АЭС. Эта станция является первой в России, на которой были применены самые мощные из современных реакторов — РБМК-1000. Территориально станция располагается на берегу финского залива возле небольшого города Сосновый бор.
- Нововоронежская АЭС является первой в стране станцией, на которой стали применяться новые реакторы типа ВВЭР. Производства энергии обеспечивается тремя очередями энергоблоков, что позволяет варьировать получаемую мощность в зависимости от потребностей.
- Ядерные станции на карте РФ в южной части представлены Ростовской АЭС, которая располагается недалеко от города Волгодонск. Особенностью станции является ее способность удовлетворить требования поточного производства. Работает станция на реакторах типа ВВЭР-1000.
- Смоленская АЭС является очень крупной станцией, для работы которой применяются реакторы РБМК-1000. По итогам 2010 года данный объект был признан самым лучшим в области безопасности.
Современное состояние атомной энергетики России позволяет говорить о наличии большого потенциала, который в обозримом будущем может реализоваться в создании и проектировании реакторов нового типа, позволяющих вырабатывать большие объемы энергии при меньших затратах.
Ростовская АЭС. Молодая и жаркая
Ростовская АЭС с 4 блоками ВВЭР-1000
Ростовская АЭС – самая южная станция России. Расположена в Ростовской области, вблизи города Волгодонска, на берегу Цимлянского водохранилища. Какое-то время она носила имя Волгодонской АЭС. В самом Волгодонске располагается другой важный для мировой атомной энергетики объект — завод Атоммаш, где делают оборудование первого контура АЭС — корпуса реакторов ВВЭР-1200, парогенераторы и многое другое для российских и зарубежных станций. Я бывал на Ростовской АЭС, но вот именно Атоммаш своим масштабом впечатлил куда больше даже меня, человека с промышленного Урала
Автор демонстрирует габариты корпуса реактора ВВЭР-1000, установленного в качестве монумента у завода Атоммаш в Волгодонске. Такие же реакторы работают на Ростовской АЭС.
Ростовская АЭС при этом еще и самая молодая АЭС России, если не считать ПАТЭС. Это единственная станция, все четыре энергоблока ВВЭР-1000 которой построены и запущены в работу в XXI веке, с 2001 по 2018 годы. Причем ее четвертый блок – это последний ВВЭР-1000, который построили в России. Больше их строить не будут, теперь им на смену уже пришли ВВЭР-1200 и ВВЭР-ТОИ.
Внутри строящегося 4-го энергоблока Ростовской АЭС, 2018 г.. На переднем плане перегрузочная машина для ядерного топлива.Фото автора.
Начало развития электроэнергетики
Бытует ложное мнение о появлении электрической энергии в стране лишь после прихода большевиков, подписанным декретом Ленина «Об электрификации». Но первые электростанции в России были построены задолго до возникновения СССР. Еще в 1879 году, во времена правления императора Александра II (дедушки Николая II) в Северной Столице была построена электростанция. Это была небольшая установка, ее предназначением было освещать Литейный мост, проект был реализован под руководством инженера П. Яблочкова. Спустя некоторое время, аналогичная электростанция строится в Москве, она обеспечивала освещение Лубянского пассажа. Спустя 5 лет такие станции располагались во многих крупных городах Российской империи, они функционировали на твердом топливе и были способны производить электроэнергию для освещения.
Калининская АЭС. Серийные ВВЭР-1000
Калининская АЭС
Переходим к трем АЭС с серийными гигаваттными блоками ВВЭР. Первая из них – Калининская АЭС с четырьмя блоками ВВЭР-1000. Расположена в Тверской области, возле города Удомля. Это самая близкая к Москве действующая АЭС – 350 км по прямой. Ее первые блоки заработали в 1984 и 1986 году, правда они не самой популярной серии ВВЭР-1000 – модификации В-338. Вторая очередь станции, с серийными ВВЭР-1000 наиболее популярной модификации В-320, были построены уже в 21-м веке – в 2004 и в 2011.
Калининская АЭС и вид на г. Удомля. Блоки 3 и 4 ближе к нам. Дальше — блоки 1 и 2.
Именно за их строительством я следил, когда учился на физтехе на физика-ядерщика. Тогда Россия строила не так много новых энергоблоков. Кстати, на Калининской АЭС мне довелось побывать в 2017 году. И поскольку это была первая крупная АЭС с четырьмя гигаваттными блоками на которой я был, то меня поразил именно масштаб самой станции, начиная с проходной – все же на ней работает более 3000 человек. Это реально огромное предприятие, которое производит около 3% всей электроэнергии страны. Близкая мне Белоярская АЭС куда компактнее, камернее и я бы даже сказал уютнее.
Ученые СССР, работавшие в атомной энергетике
Над тем, чтобы создать первый в СССР ядерный реактор и атомную бомбу, первую в мире атомную станцию и советскую атомную подводную лодку работали лучшие умы Советского Союза. Кто они, люди, которые подарили нам атомную энергетику?
Игорь Васильевич Курчатов – считается «отцом атомной бомбы» и создателем множества научных открытий в области изучения атомов радиоактивных веществ. В конце 1940х Курчатов лично убедил Сталина в необходимости использовать атом в мирных целях. После этой встречи были подписаны около 60ти документов по развитию атомных исследований.
Зинаида Васильевна Ершова – «Мадам Кюри Советского Союза». Под руководством Курчатова смогла получить карбид урана и металлический уран. Интересно то, что в военное время Ершова находилась в эвакуации в Казахстане, добровольно — принудительно ее доставили в Москву «для работы по специальности».
Николай Антонович Доллежаль – главный конструктор реактора первой в мире АЭС. Возглавлял НИИхиммаш, ученые которого были привлечены к атомному проекту. Кроме того, Доллежаль возглавлял разработку энергетических реакторов для корабельных установок. Принимал участие в проектировании первой в СССР атомной бомбы.
Борис Григорьевич Дубовский – занимался проблемами радиационного облучения и безопасности АЭС. Изготовил первый дозиметр – прибор, для измерения дозы ионизирующего излучения. Участвовал в конструировании и запуске множества советских ядерных реакторов.
Интересно, что запуск Обнинской АЭС Игорь Курчатов отложил на 6 дней из-за того, что Дубовский улетел в Харьков и не мог вовремя вернуться в Россию.
Дальнейшие перспективы развития отрасли
Потребность в электроэнергии с каждым годом растет, соответственно с увеличением потребления должно пропорционально возрастать объемы производства электричества. Для этих целей строятся новые и модернизируются уже существующие электростанции.
Кроме уже существующих станций начинают появляться новые экологически безопасные проекты, обеспечивающие население необходимой энергией.
Большой потенциал у солнечных и ветровых станций, а также использование энергии приливов и отливов. Каждый год в мире появляются новые изобретения, обеспечивающие новые источники электричества, что соответственно, способствует дальнейшему развитию прогресса.
Курская АЭС
Курская АЭС — вторая АЭС с серийными РБМК, всего на 4 года моложе Ленинградской. Расположена в 40 км от Курска. Она могла стать одной из самых больших АЭС на территории России с шестью энергоблоками РБМК-1000. Но с 1977 по 1986 годы успели достроить и ввести в эксплуатацию лишь 4 (как и на Чернобыльской АЭС). После 1986 года строительство оставшихся двух энергоблоков заморозили. Причем, пятый блок был в очень высокой степени готовности. Его даже подумывали достроить вплоть до 2010-х, но в 2012 году от этой идеи окончательно отказались.
Энергоблоки Курской АЭС
Зато из-за почти полной идентичности и при этом полной радиационной чистоты, ведь на него даже не завозили ядерное топливо, этот пятый блок хорошо подходил для киносъемок фильмов про чернобыльскую аварию. Именно на нем проходили сьемки недавнего фильма Данилы Козловского. Кстати, знаменитый сериал Чернобыль от HBO снимали на другой АЭС с реакторами РБМК – Игналинской, в Литве.
Внутри реакторного зала пятого блока Курской АЭС-2. Фото Lana-Sator.livejournal.com
Сейчас идет строительство Курской АЭС-2. На замену первым двум реакторам РБМК строят два новых энергоблока с реакторами ВВЭР. Но это не обычные ВВЭР-1200, которые построили на других станциях – в Нововоронеже или ЛАЭС-2. Это новый проект ВВЭР-ТОИ — Типовой Оптимизированный и Информатизированный проект. Ранее он назывался ВВЭР-1300. Он чуть мощнее и должен быть более экономически эффективным. Возможно в будущем он придет на смену ВВЭР-1200.
Строительство Курской АЭС-2 с двумя ВВЭР-ТОИ
Кстати, два энергоблока Курской АЭС-2 – это на текущий момент единственные строящиеся в России энергоблоки АЭС, если не брать в расчет замороженную стройку Балтийской АЭС.
Важные события и даты
Практически все время работы после запуска реактор использовался как исследовательский благодаря наличию петлевых установок и экспериментальных устройств. Обнинская АЭС принимала самое активное участие в следующих проектах:
- Испытания твэлов для ледокола «Ленин»
- Полный цикл испытания для 1-го и 2-го блоков Белоярской АЭС, строительство которой началось в 1958 году
- При помощи экспериментов на Обнинской АЭС создана первая транспортабельная атомная энергетическая установка ТЭС-3
- Важнейшая экспериментальная база для Ядерных энергетических установок для подводных лодок.
- Разработка реакторов ФЭИ – БР-5, БР-10 и БОР-60
- Активное участие в разработке реакторов на быстрых нейронах БН-350, БН-600 и БН-800
- Производились испытания для космических атомных установок «Топаз» и «Бук», и в 1970 именно на основе этих исследования создали первый в мире реактор-преобразователь «Топаз»
- Исследовательский реактор БОР-60 и исследовательский реакторы на быстрых нейронах БР
- Производились эксперименты для Билибинской АЭС, работающей в условиях крайнего севера.
- Создание нейтронного спектрометра
- Так же на станции осуществлено более десятка важных открытий и измерений в ядерной отрасли.
Критика ПАТЭС
Ну, а в конце добавлю немного негатива. Нельзя не отметить, что стоимость получения энергии с такой станции существенно выше, чем у стационарных аналогов. С критикой стоимости киловатта в 2007 году выступал даже министр экономического развития и торговли Герман Греф.
Эту установку много критиковали, но ее все равно построили. Строительство не заморозилось.
Кроме этого, есть норматив обслуживания, который не позволяет станции быть единственным источником энергии в регионе. Согласно нормам, она должна раз в 12 лет на год уходить в ремонтный порт, где будут проведены необходимые регламентные работы и перезагружено топливо. Срок проведения таких работ составляет один год. Оставлять 100 000 человек без света на год нельзя. Возможно, эту проблему решит строительство новых станций, которые будут ратироваться и подменять друг друга, но пока говорить об этом рано. Хотя, обсудить это в нашем Telegram-чате можно.
Если для решения этой проблемы строить местную электростанцию, то тогда зачем нужна плавучая?
Выходит, ПАТЭС не так и хороши? Сложно сказать. Сначала надо решить некоторые вопросы, связанные с новой технологией. После этого все должно наладиться. Было бы неплохо получить новый источник энергии, пока мы не дошли до термоядерного синтеза в токамаках. Главное, чтобы это было безопасно.
Первая АЭС в России
Вешать ярлык «первая АЭС в России» на Обнинскую АЭС было бы неправильно, т.к. над ее созданием трудились советские ученые, приехавшие со всего СССР и даже из-за его пределов. После распада Союза в 1991 году все атомные мощности стали принадлежать тем уже независимым странам, на территории коих они находились.
После распада СССР независимой России в наследство достались 28 ядерных ректоров общей мощностью 20 242 МВт. С момента обретения независимости россияне открыли еще 7 энергоблоков общей мощностью 6 964 МВт.
Сложно определить, где была открыта первая АЭС в России, т.к. в основном российские ядерщики открывают новые реакторы в уже имеющихся атомных станциях. Единственная станция, все энергоблоки которой были открыты в независимой России – Ростовская АЭС, она то и может носить название «первая АЭС в России».
Первая АЭС в России проектировалась и строилась еще во времена СССР, в 1977 были начаты строительные работы, в 1979 был окончательно утвержден ее проект. Да, мы ничего не перепутали, работы на Ростовской АЭС начинались раньше, чем ученые доделали итоговый проект. В 1990 году строительство было заморожено, и это при том, что 1й блок станции был готов на 95%.
Возобновили строительство Ростовской АЭС только в 2000 году. В марте 2001 первая АЭС в России официально начала работать, правда, пока с одним ядерным реактором вместо планирующихся четырех. В 2009 начал работать второй энергоблок станции, в 2014 – третий. В 2015 году первая атомная станция независимой России обзавелась 4м энергоблоком, который, к слову, еще не достроен и не введен в эксплуатацию.
Первая АЭС в России находится в Ростовской области недалеко от города Волгодонска.
Конструкция и действие ядерной установки
Сердцем любой установки является ядерный реактор, от которого напрямую зависит, как работает атомная электростанция. Внутри него происходит распад тяжелых ядер на более мелкие фрагменты. Находясь в состоянии сильного возбуждения, они начинают испускать нейтроны и другие частицы.
Воздействие нейтронов приводит к новым делениям, после чего их становится еще больше и в результате возникают непрерывные самоподдерживающиеся расщепления, известные как цепная реакция. Данный процесс осуществляется с выделением большого количества энергии, которая является основной целью всей работы АЭС и определяет ее мощность.
Примерно 85% от общего количества энергии высвобождается за очень короткий промежуток времени от начала реакции. Остальные 15% дает радиоактивный распад продуктов деления после излучения ими нейтронов. После распада атомы приходят в более стабильное состояние, а сам процесс продолжается и по окончании деления.
Типовой ядерный реактор включает в себя следующие компоненты:
- Обогащенный уран и другое ядерное топливо.
- Теплоноситель, с помощью которого выводится энергия, полученная при работе реактора.
- Регулировочные стержни.
- Замедлитель нейтронов.
- Защитная оболочка против излучения.
В активную зону установки помещены ТВЭЛ – тепловыделяющие элементы, содержащие ядерное топливо. Они скомпонованы в кассеты, по нескольку десятков элементов. Внутри каждой кассеты имеются каналы, по которым циркулирует теплоноситель. С помощью ТВЭЛ можно регулировать уровень мощности реактора.
Принцип такой регулировки заключается в следующем:
- Топливный стержень должен иметь определенную критическую массу, по достижении которой и начинается ядерная реакция.
- Каждый отдельный стержень имеет массу, не дотягивающую до критической. Реакция будет происходить, если в активную зону будут помещены все стержни.
- Путем погружения и извлечения топливных стержней, реакцию можно сделать управляемой, в том числе регулировать мощность.
- Когда значение массы превышает критическое, происходит выброс нейтронов топливными веществами. Далее наступает столкновение выброшенных частиц с атомами.
- Все это приводит к образованию нестабильного изотопа. Его распад наступает сразу же, с выделением тепла и энергии в виде гамма-излучения.
Во время столкновения кинетическая энергия частиц переходит друг к другу и число распадов еще больше увеличивается со скоростью геометрической прогрессии. При отсутствии управления такая реакция происходит мгновенно и сопровождается сильным взрывом, в реакторе этот процесс постоянно контролируется.
Атомная энергетика в Украине
Атомные электростанции Украины построены во времена Советского Союза. Совокупная установленная мощность украинских АЭС сравнима с российскими.
|
Название АЭС |
Количество работающих блоков |
Тип реакторов |
Установленная мощность, МВт |
|
Запорожская |
6 |
ВВЭР-1000 |
6000 |
|
Ровенская |
4 |
ВВЭР-440,ВВЭР-1000 |
2880 |
|
Хмельницкая |
2 |
ВВЭР-1000 |
2000 |
|
Южно-Украинская |
3 |
ВВЭР-1000 |
3000 |
До распада СССР атомная энергетика Украины была интегрирована в единую отрасль. В постсоветский период до событий 2014 года на Украине работали промышленные предприятия, выпускающие комплектующие и для российских АЭС. В связи с разрывом промышленных отношений между РФ и Украиной задержаны запланированные на 2014 и 2015 годы пуски энергоблоков, строящихся в России.
Атомные электростанции Украины работают на ТВЭЛах (тепловыделяющих элементах с ядерным топливом, где происходит реакция деления ядер), изготовляющихся в РФ. Желание Украины перейти на американское топливо чуть не привело в 2012 году к аварии на Южно-Украинской АЭС.
К 2015 году госконцерн «Ядерное топливо», в состав которого входит Восточный горно-обогатительный комбинат (добыча урановой руды), пока не смог организовать решение вопроса о производстве собственных ТВЭЛов.
Типы ядерных реакторов
То, как работает АЭС, зависит от того, как именно работает ее атомный реактор. Сегодня есть два основных типа реакторов, которые классифицируются по спектру нейронов: Реактор на медленных нейтронах, его также называют тепловым.
Для его работы используется 235й уран, который проходит стадии обогащения, создания урановых таблеток и т.д. Сегодня реакторов на медленных нейтронах подавляющее большинство. Реактор на быстрых нейтронах.
За этими реакторами будущее, т.к. работают они на уране-238, которого в природе пруд пруди и обогащать этот элемент не нужно. Минус таких реакторов только в очень больших затратах на проектирование, строительство и запуск. Сегодня реакторы на быстрых нейтронах работают только в России.
Теплоносителем в реакторах на быстрых нейтронах выступает ртуть, газ, натрий или свинец.
Реакторы на медленных нейтронах, которыми сегодня пользуются все АЭС мира, тоже бывают нескольких типов.
Организация МАГАТЭ (международное агентство по атомной энергетике) создало свою классификацию, которой пользуются в мировой атомной энергетике чаще всего. Так как принцип работы атомной станции во многом зависит от выбора теплоносителя и замедлителя, МАГАТЭ базировали свою классификацию на этих различиях.
- PWR (pressurized water reactors) — водо-водяной реактор (реактор с водой под давлением). В странах СНГ такие реакторы называют аббревиатурой ВВЭР. В качестве теплоносителя и замедлителя в них используется обычная вода. Водо-водяные реакторы самые распространенные в мире (около 62% от всех реакторов). Водо-водяные реакторы дешевы и удобны, т.к. вода не воспламеняется, не затвердевает, и ее использование относительно безопасно.
- BWR (boiling water reactor) — кипящий реактор или кипящий водо-водяной реактор. Принцип действия АЭС на таком реакторе очень похож на то, как работает АЭС на ВВЭР. Кипящий реактор также использует обычную воду, его особенность в только том, что пар генерируется сразу в активной зоне. В водо-водяном реакторе сначала нагревается вода, которая позже, спустя несколько этапов, переводится в пар, в кипящих реакторах тепло сразу отдается кипящей воде, которая мгновенно становится горячим паром.Кипящие реакторы достаточно распространены, их 20% от всех атомных реакторов мира.
- LWGR (light water graphite reactor) — графито-водный реактор, ГВР, ВРГ или уран-графитовый реактор. В качестве замедлителя в таком типе реактора используется графит, в качестве теплоносителя – обычная вода. Схема работы АЭС, запущенной впервые в мире, основывалась на графито-водном реакторе. Сегодня такие реакторы используют редко, большинство из них расположены в России.
- PHWR (pressurised heavy water reactor) — тяжеловодный реактор. В таких реакторах в качестве теплоносителя и замедлителя используется тяжелая вода (D2O), по-другому ее называют тяжеловодородной водой или оксидом дейтерия.
С химической точки зрения оксид дейтерия идеальный замедлитель и теплоноситель, т.к. ее атомы наиболее эффективно взаимодействуют с нейтронами урана по сравнению с другими веществами. Попросту говоря, свою задачу тяжелая вода выполняет с минимальными потерями и максимальным результатом. Однако ее производство стоит денег, в то время как обычную «легкую» и привычную для нас воду использовать куда проще.
Обнинская АЭС
С момента начала строительства Обнинской АЭС, вся территория, где велись работы‚ была засекречена. Охрана строительной площадки и возникшего рядом поселка велась по всем правилам, касающимся секретных военных объектов. В 1954 году, когда станция была запущена, она тут же была взята под охрану не только МВД, но и специальными службами КГБ. Связано это было не только с тем, что станция представляла собой потенциально опасный объект. Но прежде всего, с тем, что на ней велись сверхсекретные эксперименты в области ядерной физики.
Обнинская АЭС
Поэтому до 1956 года попасть в поселок и на станцию простому человеку было практически невозможно. Для этого требовапись разрешение от КГБ и серьезнейшее обоснование — зачем потребовалось ехать на секретный объект. За режим на объекте отвечало так называемое девятое управление МВД СССР, которое просуществовало вплоть до 1956 года. В 1956 году, когда на первой АЭС стали появляться делегации, пропускной режим несколько смягчился. Но тем не менее попасть в Обнинск можно было только в составе делегации или по специальному пропуску, выданному в спецотделе. Для обычных туристов, как советских, так и иностранных, Обнинск был закрытым городом вплоть до прекращения работы Обнинской АЭС в 2002 году.
Вокруг этой станции, как и вокруг всех других АЭС, ходило множество слухов. Например, несколько раз возникала паника, что на станции произошла авария, наблюдалась утечка радиации и тому подобное. Но каждый раз это были не более чем панические слухи. За 48 лет эксплуатации на Обнинской АЭС не произошло ни одной серьезной внештатной ситуации. Если не считать случайного сброса в реку радиоактивной охлаждающей жидкости. Но ее количество было столь небольшим, что службы станции быстро очистили реку до
естественного состояния.
Обнинская АЭС
Впрочем, ЧП все же были. Но случались они еще до запуска станции, в 1954 году. По официальной версии, в лаборатории, которая проверяла работоспособность будущего реактора на специальном стенде, произошла неуправляемая цепная реакция сверхмалой мощности. В общей сложности в этом ЧП пострадали 10 человек. Как сообщалось официально, погибших не было, но в народе ходили слухи, что два человека все-таки умерли.
Обнинская АЭС
Остается добавить вот что. Обнинская АЭС бесперебойно проработала 48 лет‚ что на 18 лет больше расчетного 30-летнего срока эксплуатации реакторов подобного типа. Реактор
единственного на станции энергоблока был остановлен 29 апреля 2002 года‚ а 5 сентябре выгружена последняя тепловыделяющая сборка. После этого на станции был организован отраслевой мемориальный комплекс, который работает и по сей день.
В 2014 году в Обнинске и в Росатоме состоялись торжества, посвященные 60-летию первой в мире промышленной атомной электростанции, которая была построена именно в Советском Союзе.
